DE2620408A1

DE2620408A1 - Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE2620408A1
Application number: DE19762620408
Authority: DE
Inventors: William F Turner
Original assignee: TURNER RESEARCH Inc
Current assignee: TURNER RESEARCH Inc
Priority date: 1976-05-08
Filing date: 1976-05-08
Publication date: 1977-11-24

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Verbrennungsmotoren und betrifft insbesondere Rotations- oder Umlaufverbrennungsmotoren der sogenannten Schräg- oder Winkelkolbenbauart.

Gemäß den Darlegungen in der US-PS 3 830 208, die sich auf einen V-Motor bezieht, ist bereits eine Vielzahl von Vorrichtungen der sogenannten Schräg- oder Winkelkolbenbauart verwendet worden als: Kreuzgelenke zur Übertragung von Kräften, Pumpen, Kompressoren, fluidgetriebene Motoren und Rotations-V-Motoren. Zusätzlich zu den in dieser US-Patentschrift genannten US-Patenten

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wurden mehrere Patente der diesem Patent zugrundeliegenden Anmeldung entgegengehalten, einschließlich US-, GB- und FR-Patenten. Trotz der großen Anzahl von Entgegenhaltungen ist in keiner derselben eine Maschine beschrieben, die vollkommen zufriedenstellend arbeitet, d.h. die insbesondere die folgenden erwünschten Merkmale hat:

1 . Der Motor sollte glatte Leistungsänderungen haben, ohne daß roher Kraftstoff in das Gemisch gepumpt wird, da in letzterem Fall eine unwirksame Verbrennung und Schmutzstoffe in den Abgasen verursacht werden.

2. Der Motor sollte einen viel niedrigeren Grad an Unterdruck in der Ansaugleitung haben und der Kraftstoff sollte zur Verbesserung der Verbrennung und zur Verringerung des Ausstoßes an Schmutzstoffen in dem brennbaren Gemisch vorgemischt und vorgewärmt sein.

In besonderen Ausführungsformen sollten die Motoren der Rotationsoder Winkelkolbenbauart folgende zusätzliche Eigenschaften haben:

3. Der Motor sollte im 2-Takt-Betrieb betreibbar sein und Verbrennungsprodukte und Abgase angemessen spülen d.h. ausstoßen, ohne daß eine Überspülung erfolgt, und zwar sogar in dem Zentrifugalkraftfeld eines rotierenden Zylinderblockes.

4. Die Einlaß- und Auslaßsysteme sollten Probleme bei dem Ausstoßen des eintretenden brennbaren Gemisches ohne ausreichendes

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Ausstoßen von Verbrennungsprodukten mildern. Nachdem dieses Problem,das früher zu bezüglich des Zündens armen Gemischen geführt hat, gemildert worden ist, liegt ein gut brennbares Gemisch vor, welches leicht zündet und eine gute Leistung entwickelt.

5. Die Einlaß- und Auslaßsysteme sollten über ein Strömungsprofil spülen, welches vorteilhaften Gebrauch von dem Zentrifugalkraftfeld macht, um das dichte eintretende Luft-Kraftstoff-Gemisch von einer Berührung mit heißen, weniger dichten Verbrennungsprodukten und Abgasen relativ getrennt zu halten, so daß nur die Verbrennungsprodukte und die Abgase abgeführt werden und somit die oben angegebenen Merkmale erzielt werden.

6. Der Kompressorteil oder Vorverdichter sollte keine oder im schlimmsten Fall nur ein Minimum an zusätzlichen bewegten Teilen zusätzlich zu denjenigen Teilen erfordern, die normalerweise durch den Rotationsmotor selbst benötigt werden. Beispielsweise sollten keine Verdichtereinlaßventile und Verdichterauslaßventile für" den Verdichterabschnitt zusätzlich zu denjenigen Ventilen erforderlich sein, die mormalerweise für den Rotationsmotor erforderlich sind.

7. Der Kompressorabschnitt sollte mit brennbaren Gemischen betreibbar sein, ohne nachteilig beeinflußt zu werden, und er sollte eine Bypass-Anordnung haben, die das Umleiten des brennbaren Gemisches von der Hochruckseite zu der Niederdruckseite

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gestattet, um eine glatte Feinsteuerung der Leistung des Motors zu ermöglichen, ohne daß das Einspritzen eines flüssigen Kraftstoffes erforderlich ist.

Es ist demgemäß ein Ziel der Erfindung, einen verbesserten Rotationsmotor zu schaffen, der eines oder mehrere der vorgenannten Merkmale hat.

Es ist ein besonderes Ziel der Erfindung, einen verbesserten Rotationsmotor zu schaffen, der sämtliche vorgenannten Merkmale hat, die bislang nicht vorhanden sind.

Gemäß der Erfindung wird eines oder werden mehrere der oben angegebenen Merkmale in einem Motor verwirklicht, welcher das übliche Zubehör und einen Kompressor hat, der als ein Vorverdichter dient, mit einer Bypass-Leitung zum Umleiten des brennbaren Hochdruckgemisches zu der Saugseite des Kompressors, und mit einer Klappe, die in dem Bypass angeordnet und durch eine Bedienungsperson betätigbar ist, um die Leistungsabgabe des Moto.rs durch Steuern der Menge des brennbaren Hochdruckge— misches, das umgeleitet wird, zu steuern. Für eine große Leistungsverstellung wird eine Hauptdrosselklappe in dem Vergaser verwendet.

In besonderen Aus,führungsformen schafft die Erfindung einen verbesserten Rotationsmotor, bei welchem die Einlaß- und Auslaßkanäle und -Öffnungen mit Bezug auf jeden Zylinder kritisch angeordnet sind, so daß vorteilhafter Gebrauch von dem Zentrifugalkraftfeld gemacht und über das kritische Strömungsprofil des

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eintretenden brennbaren Gemisches die heißen, weniger dichten brennbaren Produkte und Abgase zu der Mitte des Rotations-V-Motors gespült werden, wie es bereits in der US-Patentanmeldung vom 24. Juni 1974, SN 482 154, deren Gegenstand ein V-Motor mit zentrifugal-unterstützter Spülung ist, vorgeschlagen ist, auf die bezüglich hier nicht dargestellter Einzelheiten Bezug genommen wird.

Außerdem wird in den besonderen Ausführungsformen der Erfindung zwischen den rotierenden Zylinderblöcken ein Mittelteilkompressor geschaffen, welcher gleichmäßig geformte Teile zwischen den Kolben und angeordnet in einer Ringkammer enthält, die durch Enddichtungen und radiale Innen- und Außenwände begrenzt sind, welche sich fluiddicht gegen die geformten Teile legen, so daß eine Kompression eines zwischen den benachbarten Teilen eingeschlossenen Fluids erfolgt, wenn sie sich von einer ersten Stelle, in welcher die ringförmige Kammer am längsten ist, in

ο
eine 180 -Position bewegten _t wo die Kammer am kürzesten ist.

Außerdem sind entsprechende Einlaß- und Auslaßöffnungen für den Mittelteilkompressor vorgesehen, die mit dem Vergaser bzw. mit den Motoreinlaßöffnungen verbunden sind.

Die Erfindung schafft also einen verbesserten Motor, insbesondere einen Motor der Rotations- oder sogenannten Winkelkolbenbauart, welcher herkömmliche Bauteile hat und durch einen Kompressor gekennzeichnet ist, der als ein Vorverdichter dient und zwischen dem Vergaser und den Motoreinlaßöffnungen angeordnet ist, um

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das brennbare Gemisch zu verdichten. Außerdem hat der Motor nach der Erfindung eine Bypassleitung, über welche verdichtetes brennbares Gemisch der Saugseite des Kompressors zugeführt wird, und eine Feindrossel vorrichtung zum Steuern des Anteils an brennbarem Gemisch, welches zur Feinsteuerung und zur Erzielung einer wirksamen Verbrennung in dem Motor umgeleitet wird. Die Hauptdrosselklappe an dem Vergaser wird lediglich für Haupteinstellungen entsprechend dem Leistungsbedarf verwendet. Außerdem werden gemäß der Erfindung Einzelheiten von kritisch angeordneten und bemessenen Einlaßöffnungen und -kanälen und Auslaßöffnungen und -kanälen angegeben, um vorteilhaften Gebrauch von der Zentrifugalkraft des Schragkolbenmotors zu machen, damit eine beinahe perfekte Spülung erzielt wird, sowie Einzelheiten der Verwendung eines Mittelteilkompressors zum Verdichten des brennbaren Gemisches.

Im Rahmen der Beschreibung wird auf die US-Patentanmeldung, SN 469 216, vom 13. Mai 1974, deren Gegenstand ein Mittelteilkompressor ist, und auf die US-Patentanmeldung, SN 482 154, vom 24. Juni 1974 Bezug genommen, die oben bereits genannt ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 teilweise im Schnitt eine Teilseiten

ansicht eines Winkelkolbenmotors einer Ausführungsform der Erfindung,

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Fig. 2 eine Endansicht des V-Winkel -

endes eines Zylinderblockabschnittes des Winkelkolbenmotors von Fig. 1 ,

Fig. 3 eine Teilquerschnittansicht eines

vereinfachten Zylinderblockes, welche die Auslegung einer Gruppe von Einlaß- und Auslaßkanälen und -öffnungen in bezug auf einen besonderen Zylinder zeigt,

Fig. 4 eine Teilquerschnittansicht, gesehen

in Längsrichtung, des Einlaßkanals längs der Linie IV-IV von Fig. 3 , und

Fig. 5 eine vereinfachte und schematische

Endansicht des Zylinderblockes der Ausführungsform von Fig. 3, welche die betreffenden Einlaß- und Auslaßkanäle in bezug auf den zentralen Kanal und auf den betreffenden Zylinder zeigt.

Fig. 1 zeigt einen Rotations-V-Motor 11, der auf herkömmlicher

Basis montiert ist, wie in der eingangs genannten US-PS 3 830 208 beschrieben. Die detaillierte Verbindung der Einzelteile und der

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Betrieb des Verbrennungsmotors 11 sind in dieser Patentschrift beschrieben, auf die bezüglich Einzelheiten, welche hier nicht wiederholt sind, Bezug genommen wird. Der V-Motor 11 kann in jeder Konfiguration benutzt werden, die seiner Leistungsabgabe im normalen Gebrauch angepaßt ist. Die Leistung kann an Transmissionen oder an jeden anderen Verbraucher abgegeben werden, welchen Leistung aus herkömmlichen Kolbenverbrennungsmotoren zugeführt worden ist. Ein Vorteil des V-Motors 11 gegenüber herkömmlichen Motoren besteht darin, daß er bei niedrigen Drehzahlen ein ausreichend großes Drehmoment abgeben kann, so daß er in vielen Anwendungsfällen ohne ein Getriebe benutzt werden kann. Der V-Motor 11 hat ein äußeres Gehäuse 15 mit rechten und linken Verkleidungen 17 und 19. Innerhalb des Gehäuses 15 sind ein erster und ein zweiter Zylinderblock angeordnet, wie beispielsweise der Zylinderblock 21 , die jeweils um ihre zentrale Längsachse drehbar sind und in radialem Abstand voneinander angeordnete parallele Zylinder 23 haben. Der V-Motor 11 hat außerdem einen ersten und einen zweiten Zylinderkopf, wie beispielsweise den Zylinderkopf 22, die mit dem ersten bzw. mit dem zweiten Zylinderblock verbunden und mit demselben drehbar sind. Bei Bedarf können die Zylinderköpfe einstückig mit dem einen bzw. mit dem anderen Zylinderblock und dem einen bzw. dem anderen Zylinder gebildet sein, die durch Präzisionsausbohrung der einstückigen Block-Kopf-Kombination gebildet werden. Ein erster und ein zweiter Satz Kolben, wie beispielsweise die Kolben 25, sind in den betreffenden Zylindern 23 in den Zylinder— blöcken angeordnet. Die Kolben gehen innerhalb der Zylinder hin und her, wenn sich die Zylinderblöcke drehen und gleichzeitig die Kolben auf einem insgesamt.elliptischen Weg führen. Die Kolben

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halten jedoch ihre selbe relative Kopf-an-Kopf-Position bei.

Der V-Motor 11 hat mehrere Ansaug- oder Einlaßöffnungen, wie beispielsweise die Einlaßöffnung 27 zum Einleiten einer Füllung brennbaren Gemisches in die betreffenden Zylinder, oberhalb der betreffenden Kolben, darin zumindest zu der Zeit, in der jeder Kolben eine vorbestimmte erste Position erreicht hat, beispielsweise unterhalb der Öffnung 27. Das brennbare Gemisch wird aus einer Kombination aus einem sau er stoff enthaltendem Fluid, wie beispielsweise Luft,und Kraftstoff, wie beispielsweise Benzindämpfen, gebildet. Das brennbare Gemisch wird durch das Vermischen des Kraftstoffes mit Luft in einer herkömmlichen Vorrichtung gebildet, beispielsweise in einem Vergaser 31 . Jede Einlaßöffnung 27 steht in Fluidverbindung mit ihrem zugeordneten Zylinder und mit einem zentralen Einlaßkanal 29. Die Erfindung macht vorteilhaften Gebrauch von einer richtigen Lage der betreffenden Einlaßöffnungen 27 und von der Gestalt der betreffenden Einlaßkanäle, die die betreffenden Einlaßöffnungen mit dem zentralen Einlaßkanal 29 verbinden, in Kombination mit dem kritischen Anbringungsort der Auslaß- oder Auspuff öffnung en 33, um eine optimale Spülung zu erzielen, wie im folgenden noch näher erläutert.

Ein stationärer Mittelträger 30 trägt zylindrische rohrförmig e Teile 32, welche den zentralen Einlaßkanal 29 begrenzen. Die Fluidverbindung zwischen dem zentralen Einlaßkanal und dem Inneren jedes betreffenden Zylinders ist jedoch blockiert, wenn

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sich der Kolben 25 über die Einlaßöffnung 27 bewegt. Der Kolben schließt somit das brennbare Gemisch ein, um es zu verdichten, wie in einem 2-Takt-Verbrennungsmotor.

Mehrere Auspuff- oder Auslaßöffnungen 33 sind vorgesehen zum Abführen von Verbrennungsprodukten und von Abgasen aus dem Inneren der betreffenden Zylinder 23 nach der Verdichtung, der Zündung und der Verbrennung darin. Insbesondere werden die Kombinationsprodukte erst dann abgeführt, nachdem die betreffenden Kolben 25 sich bis unter die Höhe der betreffenden Auslaßöffnungen 33 zurückbewegt haben.

Abtriebswellen 35 geben Leistung von den rotierenden Zylinderblöcken ab. Die Abtriebswellen 35 sind mit entsprechenden Drehmomentabgabevorrichtungen verbunden, beispielsweise mit Zahnrädern (nicht dargestellt) bei dem dargestellten V-Motor 11 . Die Zahnräder können mit den betreffenden Wellen verbunden sein, so daß sie sich im Gleichlauf mit denselben drehen, und zwar beispielsweise durch Keile und Keilnuten oder Keilverzahnungen. Wie dargestellt, sind die Wellen 35 rohrförmig, damit sie in Verbindung mit einem zentralen Ölversorgungskanal in dem Schmiersystem verwendet werden können, wie weiter unten kurz beschrieben.

Der V-Motor 11 hat außerdem Zündvorrichtungen in Form von Zündkerzen 37, die das brennbare Gemisch zünden, wenn sich die Kolben der oberen Totpunktslage (TDC) nähern, wie bei eii-.tü-

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herkömmlichen Verbrennungsmotor, und der betreffenden Zündkerze 37 ist eine Zündzuleitung (nicht dargestellt) zugeordnet.

Der V-Motor 11 und die betreffenden Teile, die bis hierher in bezug auf Fig. 1 beschrieben worden sind, sind herkömmlich und brauchen nicht weiter im einzelnen erläutert zu werden. Ebenso herkömmlich sind die entsprechenden Zubehörsysteme, wie das Ölumlaufsystem und das Kühlsystem, die zwar dargestellt sind, aber nicht im einzelnen beschrieben werden. Beispielsweise enthält das Ölumlaufsystem einen sich in Längsrichtung erstreckenden Hauptkanal 39 mit mehreren kleinen Nebenkanälen 41 zum Verteilen des Öls in Abhängigkeit von der in den rotierenden Zylinderblöcken entwickelten Zentrifugalkraft. Ebenso braucht die Verwendung von Luftkühlung, die durch das Kühlgebläse und den Kühlkanal 43 vorgenommen wird, nicht im einzelnen beschrieben zu werden. Es genügt anzugeben, daß die Kühlluft in dem Kanal 43 zur Kühlung an den Rippen 45 an den Zylinderblöcken vorbeiströmt. Die Zylinderbüchse und Teile 49 werden außerdem durch das Einspritzen von Öl über einen Kanal 73 zur Minimierung der Reibung und durch das Vorbeileiten eines Kühlmittels, wie beispielsweise Luft, an den Rippen 75 gekühlt.

Das Hauptmerkmal der Erfindung liegt jedoch in der Verwendung eines Kompressors oder Vorverdichters, wie des Mittelteilkompressors 47, in Verbindung mit einer Bypassleitung 48, Fig. 2, und einer Drosselklappe 50 in der Bypassleitung für eine optimale Steuerung der Leistungsabgabe ohne unwirksame Verbrennung und Verunreinigung.

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Der Mittelteilkompressor 47 ist im einzelnen in der eingangs genannten US-Patentanmeldung, SN 459 216, bereits vorgeschlagen, auf die bezüglich näherer Einzelheiten Bezug genommen wird.

Zu Zwecken der Erläuterung von Fig. 1 richtet sich die folgende Beschreibung auf die Querschnittansicht zwischen einer zentralen Seitenebene 49 und dem Zylinderblock und dem Zylinderkopf, die im Querschnitt dargestellt sind. Der Querschnitteil von Fig. ist längs der zentralen Längsebene des V-Motors 11 geführt. Der Mittelteilkompressor 47 enthält: Mehrere gleichmäßig geformte Teile 51 , die durch äine ringförmige Kammer 53 gedreht werden, vgl. Fig. 2, welche durch eine radiale Innenwand 55 bzw. durch eine radiale Außenwand 57 begrenzt ist, eine Mittelteileinlaßöffnung 59 und eine Mittelteilauslaßöffnung 61 , vgl. Fig. 2. Die gleichmäßig geformten Teile 51 sind mit den betreffenden Kolben in wenigstens einer Gruppe von Kolben verbunden, die in einem Zylinderblock angeordnet sind. Mit "gleichmäßig geformt" ist eine Form gemeint, die durch die ringförmige Kammer gedreht werden kann und gleichmäßige Seitenabmessungen hat, so daß sie dichtend an den Wänden einer gleichmäßig dimensionierten

ο Ringkammer in dem gesamten Drehbereich von 360 anliegt, und zwar unabhängig davon, ob an der längsten Abmessung der Kammer oder an der kürzesten Abmessung. Wie dargestellt, sind die gleichmäßig geformten Teile gleichmäßig zylindrisch geformt, da dieses die am leichtesten verwendbare Form darstellt und

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die bevorzugte Ausführungsform bildet. Die gleichmäßig zylindrisch geformten Teile 51 , die dargestellt sind, erstrecken sich bis in die Nähe der Verbindung mit dem betreffenden, in einer Linie liegenden Kolben in der Ebene 49 in der Mitte des V-Winkels ei . Wie dargestellt, erstrecken sich die zylindrisch geformten Teile 51 zu der Ebene 49, so daß sie gedreht werden können, ohne daß Probleme hinsichtlich der dichtenden Anlage an den Innen- und Außenwänden 55 bzw. 57 erzeugt werden. Ebenso, wie dargestellt, sind beide zylindrisch geformten Teil 51 und 51A gleichförmige Zylinder und erstrecken sich zu der zentralen Ebene 49. Die gleichmäßig zylindrisch geformten Teile 51 und 51A können ein integrales Teil darstellen, welches auf den gewünschten V-Winkel o£ vorgeformt ist. Wie dargestellt, sind die zylindrisch geformten Teile 51 und 51A durch geeignete im Innern angeordnete Halter und durch versenkte Stellschrauben (nicht dargestellt) fest miteinander verbunden. Die im Innern angeordneten Halter und die versenkten Stellschrauben gestatten eine Aufrechterhaltung der dichtenden Anlage der betreffenden Teile 51 und 51A an den Innen- und Außenwänden 55 und 57 unabhängig von dem Lage-

o winkel und über dem gesamten Bereich der Drehung von 360 der betreffenden Zylinderblöcke 21 . Verzugsweise haben die zylindrisch geformten Teile 51 und 51A jeweils eine polierte Außenfläche, um die Abdichtung an den Wänden 55 bzw. 57 zu erleichtern, wo das Dichten erfolgt.

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Die radialen Innen- und Außenwände 55 und 57 sind konzentrisch um die betreffenden zentralen Längsachsen der betreffenden Zylinderblöcke 21 herum angeordnet, so daß sie in Verbindung mit Enddichtungsvorrichtungen eine ringförmige Kammer 53 zwischen der Mittelebene 49 und zumindest einem der Zylinderblöcke begrenzen. Vorzugsweise erstrecken sich die radialen Innen- und Außenwände 55 und 57, wie dargestellt, zwischen beiden Zylinderblöcken und begrenzen zwei Ringkammem,die ineinander übergehen und tatsächlich eine einzige Kammer begrenzen. Dadurch wird das Problem vermieden, an der Mittelebene 49 eine Dichtung schaffen zu müssen, und es wird die Kapazität des Mittelteilkompressors 47 verdoppelt, ohne daß die Kosten nennenswert erhöht werden.

Endabdichtungsvorrichtungen, wie beispielsweise das Zylinderblockende 87 mit seinen Dichtlippen 89, 90 und ringförmigen Schultern 91 , 92, begrenzen die Enden der ringförmigen Kammer 53 und liegen abdichtend an den zylindrischen Teilen 51 an.

Die Innen- und Außenwände 55 bzw. 57 sind vorzugsweise glatt und sind neben den größeren Wänden der betreffenden Teile 51 angeordnet, so daß mit diesen eine fluiddichte Beziehung besteht. Der Grad der Dichtheit kann sich in Abhängigkeit von dem Verwendungszweck ändern. Beispielsweise wird es in einigen Anwen dungsfällen erwünscht sein, extrem enge Toleranzen zu schaffen, so daß an den betreffenden Teilen 51 sehr wenig Fluid

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vorbeiströmt. In anderen Anwendungsfällen können relativ größere Toleranzen verwendet werden, wenn der Mittelteilkompressor ("center section compressor" im englischen Sprachgebrauch) nur als ein Gebläse mit relativ niedrigen Differenzdrücken an den betreffenden Teilen 51 verwendet werden soll oder wenn das Gebläse 47 eine überschüssige Kapazität hat, so daß lediglich eine Passung erforderlich ist, die ein übermäßiges "Vorbeiblasen" verhindert. Bei Konfigurationen, die hohe Gebläse- oder

Laderkapazität/Hubraum-Verhältnisse ergeben, können die Luftspalte groß genug sein (etwa 1 ,3 mm bis 1 ,9 mm), um eine Berührung zwischen den Teilen 51 mit jeder Oberfläche der ringförmigen Kammer 53 sicher zu verhindern. Diese Situation würde keine Zylinderbuchse erforderlich machen. Wie dargestellt, haben jedoch die Innen- und Außenwände 55 bzw. 57 elastische Teile, wie beispielsweise Gummiüberzüge 63 bzw. 65, die mit ihnen verklebt sind. Insbesondere ist der innere Gummiüberzug 63 mit dem Äußeren des stationären Mittelträgers 30 verklebt, während der Gummiüberzug 65 mit den Innenwänden des stationären äußeren Gehäuses 15 verklebt ist. Es können alle elastischen Dichtungsmaterialien verwendet werden, die eine ausreichende Verschleißfestigkeit haben. Beispielsweise können die Polyfluorkohlenstoffe, synthetische Gummis, Materialien wie Neolit, und thermoplastische Materialien einschließlich der teuereren Materialien, wie Nylon oder Orion, als Dichtungsbeläge verwendet werden. Tatsächlich sind bei reibungsarrnen Metallen, wie beispielsweise den Metallen auf Kupferbasis, auf einer oder beiden Oberflächen, insbesondere wenn die Metalle auf Kupferbasis mit synthetischen Schmiermitteln, wie beispielsweise Silikonen oder fluorierten Kohlenwasserstoffen, imprägniert sind, die Belagschichten nicht

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erforderlich. Wenn die ringförmige Kammer in Verbindung mit einem brennbaren Gemisch verwendet werden soll, wie in dem V-Motor 11, ist es erforderlich, daß jegliche Auskleidungen, die verwendet werden, beständig gegen den Kraftstoff, wie beispielsweise Benzin, sind. Wenn ein brennbares Gemisch verwendet wird, dürfen die Innenoberfläche oder Zylinderbüchsen nicht die Tendenz haben, heiße Flecken zu erzeugen, welche die Gefahr einer Vorzündung und die Gefahr einer Explosion verursachen könnten. Die ständig geschmierten Oberflächen, wie beispielsweise mit Silikonen oder mit Polyfluorkohlenstoffen imprägniertes Messing, verhindern ebenfalls das Zünden oder die Erzeugung von heißen Flecken und sind zufriedenstellend verwendbar. Zum Minimieren des Leckens zwischen den rotierenden Teilen 51 und den Wänden der ringförmigen Kammer ist es erforderlich, daß die Auskleidungen weicher und elastischer sind als die betreffender. Teile 51 .

Aus einer gemeinsamen Betrachtung der Fig. 1 und 2 geht hervor, daß sich die ringförmige Kammer 53, die konzentrisch um die Längsachse ihres betreffenden Blockes angeordnet ist, in ihrer Länge von einer ersten Stelle BDC, welche die größte oder längste Längsabmessung hat, bis zu einer zweiten Stelle TDC ändert, welche die kleinste oder kürzeste Längsabmessung hat. Die erste Stelle BDC ist der unteren Totpunktlage in einem herkömmlichen Verbrennungsmotor äquivalent und die ringförmige Kammer zwischen den betreffenden Teilen 51 hat ihr größtes Fassungsvermögen an diesem Punkt. Wie oben erwähnt, ist die zweite Stelle TDC der oberen Totpunktlage eines herkömmlichen

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Verbrennungsmotors äquivalent und die ringförmige Kammer zwischen den benachbarten Teilen 51 hat ihr minimales Fassungsvermögen in dieser Position. Ein gasförmiges Fluid, das zwischen die benachbarten Teile 51 in der ringförmigen Kammer zwischen den radialen Innen- und Außenwänden 55 und 57 eingeschlossen ist, wird bei der Bewegung von der ersten Stelle BDC zu der zweiten Stelle TDC komprimiert. Umgekehrt, wenn ein Paar benachbarter Teile 51 sich von der zweiten Stelle TDC zu der ersten Stelle BDC bewegt, wird das dazwischen befindliche Kammervolumen größer und steht zur Aufnahme eines Fluids zur Verfugung, äquivalent einem Saughub einer herkömmlichen Kolbenmaschine, wenn eine Verbindung mit der Einlaßöffnung 59 besteht.

Die Mittelteileinlaßöffnung 59 ist mit einem stromabwärtigen Ende des Vergasers 31 zum Einlassen des brennbaren Gemisches verbunden, welches durch Luft gebildet wird, die durch den Vergaser hindurchströmt und, beispielsweise, Benzindämpfe aufnimmt. Die Einlaßöffnung 59 ist mit der ringförmigen Kammer 53 "stromaufwärts und in der Nähe der ersten Stelle BDC zum Einleiten des brennbaren Gemisches verbunden. Wie dargestellt, enthält die Mittelteileinlaßöffnung 59 einen sich in Umfangsrichtung erstreckender» Kanal 67 zur Erleichterung des Einströmens des brennbaren Gemisches aus dem Vergaser 31 und im wesentlichen im gesamten Saugdrehsektor von der Nähe der zweiten Stelle TDC bis zur Nähe der ersten Stelle BDC, wenn sich die Teile 51 in Fig. 2 im Gegenuhrzeigersinn drehen. Eine Einlaßleitung

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ist schematisch zwischen dem Vergaser 31 und dem Kanal 67 dargestellt. Somit wird das brennbare Gemisch in die ringförmige Kammer zwischen den Teilen 51 eingeleitet, bevor es während des entgegengesetzten Zyklusses verdichtet und über die Auslaßöffnung 61 abgeführt wird.

Die Mittelteilauslaßöffnung 61 ist zum Abführen des brennbaren Gemisches vorgesehen, welches durch die Einlaßöffnung 59 eingelassen und in dem Mitfielteilkompressor 47 verdichtet wird. Die Mittelteilauslaßöffnung 61 ist in Fluidverbindung mit der ringförmigen Kammer 63. Wie dargestellt, ist die Mittelteilauslaßöffnung 61 außerdem mit den Einlaßöffnungen 27 über den zentralen Einlaßkanal 29 verbunden, vgl. Fig. 1 und 2. Der Eintritt aus der Mittelteileinlaßöffnung 61 in den zentralen Einlaßkanal 29 ist zum Teil durch den gekrümmten Pfeil 78 dargestellt. In gleicher Weise zeigen die gekrümmten Pfeile 79 und 81 den räumlichen Weg des brennbaren Gemisches beim Durchströmen der betreffenden Einlaßöffnungen 27 und beim Einströmen in die betreffenden Zylinder 23. Wenn sich jeder Kotben 25 in seine vorbestimmte erste Position bewegt, um die Einlaßöffnung 27 zu öffnen, strömt somit das verdichtete brennbare Gemisch in den betreffenden Zylinder 23 vor dem Kompressionszyklus, an den sich das Zünden durch die Zündkerze 37 anschließt.

Die Erfindung macht außerdem von dem verbesserten zentrifugalunterstützten Spülen Gebrauch, das in der eingangs erwähnten

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US-Patentanmeldung SN 482 184 vorgeschlagen ist und auf die hinsichtlich Einzelheiten, die in der vorliegenden Beschreibung nicht enthalten sind, Bezug genommen wird. Gemäß dem Vorschlag in dieser Patentanmeldung wird in dem Motor ein kritischer Anbringungsort für die Einlaß- bzw. Auslaßöffnungen und die Auslegung der betreffenden Einlaßkanäle verwendet, die zu den betreffenden Einlaßöffnungen führen, um ein vorbestimmtes kritisches Strömungsprofil innerhalb der Zylinder zur vollständigen Spülung, jedoch ohne Überspülung zu erzielen. "Spülung" bedeutet, die unerwünschten Verbrennungsprodukte und Abgase zu veranlassen, aus dem Zylinder hinauszuströmen. "Überspülung" bedeutet, daß zusätzlich zu den Verbrennungsprodukten auch ein Teil der eintretenden frischen Füllung brennbaren Gemisches aus dem Zylinder hinausströmt. Bei der Auslegung des Ansaug- und Auspuffsystems wird vorteilhafter Gebrauch von dem Zentrifugalkraftfeld des Rotations—V-Motors gemacht, um das durch Zentrifugalkraft unterstützte Ansaugen und Spülen zu bewirken.

Insbesondere leitet der Kanal 29, der inmitten der jeweiligen ZyLinderblöcke 21 angeordnet und über den Mittelteilkompressor und die Einlaßleitung 69 mit dem Vergaser 31 verbunden ist, das brennbare Gemisch aufwärts und in die Zylinder, wie durch die Pfeile 79 und 81 angegeben. Die Notwendigkeit für diese Verbesserung des V-Motors 11, wenn dieser als 2-Takt-Motor betrieben wird, ist in der vorgenannten US-Patentanmeldung SN 482 154 dargelegt. Es genügt, hier anzugeben, daß bei einem herkömmlichen Aufbau die eintretende und dichtere frische Füllung

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wegen des Zentrifugalkraftfeldes von den Einlaßöffnungen auf der Innenseite der Zylinder direkt in die Auslaßöffnungen auf der Außenseite der Zylinder geschleudert würde.

Der Rotations-V-Motor 11 hat mehrere Einlaßkanäle 101, vgl. Fig. 4, die mit dem zentralen Kanal 29 verbunden sind und sich nach außen erstrecken, wo ihre Enden 103 mit den betreffenden Einlaßöffnungen 27 verbunden sind. Die Zylinder haben selbstverständlich jeweils ihren eigenen Einlaßkanal 101 . Die Einlaßöffnungen 27 sind in den betreffenden Zylindern 23 derart angeordnet, daß in Verbindung mit der Eintrittsrichtung des Endes 103 der Strom des eintretenden dichten, brennbaren Gemisches in einem kritischen Strömungsprofil zu der radial äußeren Seite des Zylinders (radial zu dem Zylinderblock) und aufwärts zu und in die Nähe des oberen Endes des Zylinders 23 geleitet wird. Das kritische Strömungsprofil nutzt somit das Zentrifügalkraftfeld der rotierenden Zylinderblöcke vorteilhaft aus. In einer bevorzugten Ausfuhrungsform sind die betreffenden Einlaßöffnungen 27 in bezug auf den Zylinderblock radial außerhalb der Mittellinie des Zylinders angeordnet und das Ende 103 ist unter einem kritischen Winkel

ο ο

Θ, vgl. Fig. 4, in dem Bereich von 30 bis 60 gegen eine Ebene 106, die rechtwinkelig zu der Längsmittellinie des Zylinders ist, schräg nach oben gerichtet. Vorzugsweise beträgt der Winkel

ο
θ in Aufwärtsrichtung etwa 45 . Außerdem bildet vorzugsweise die Längsachse des Endes 103 einen Winkel β mit einem Radius, der sich von dem zentralen Einlaßkanal 29 aus durch die Mitte des Zylinders 23, vgl. Fig. 5, erstreckt, in einem Bereich von

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- an -

ο ο

15 bis 90 , so daß dem eintretenden brennbaren Gemisch eine Bewegung gegeben wird, die eine Tangentialkomponente hat. Somit wird die dichte Füllung von eintretendem brennbarem Gemisch zu dem radial Äußeren des Zylinders und zur Oberseite hin geschleudert und zwingt die heißen, weniger dichten Verbrennungsprodukte und Abgase, sich radial zu dem Innern eines Zylinders und abwärts zu seiner Auspuff- oder Auslaßöffnung 33 zu bewegen.

Die Auslaßöffnungen 33 sind mit mehreren Auslaßkanälen 113 verbunden, wie in Fig. 5 dargestellt. Die Auslaßkanäle 113 erstrecken sich von dem Motor aus nach außen und dienen zum Abführen von Verbrennungsprodukten und Abgasen, wie dargestellt, in einen Auslaßsammeiring 115, vgl. Fig. 1 und 5. Zur Erleichterung des Abführens der Verbrennungsprodukte und Abgase sind die betreffenden Auslaßöffnungen 33 in dem

ο
inneren Halb- oder 180 - Sektor des Zylinders angeordnet, der dem zentralen Kanal 29 am nächsten Hegt. Die betreffenden Auslaßöffnungen 33 sind außerdem in dem unteren Teil ihrer jeweiligen Zylinder oder dem zweiten Ende des Zylinders zu angeordnet. Die Auslaßöffnungen 33 sind jedoch, wie in herkömmlichen 2-Takt-Motoren,eine Strecke oberhalb der Einlaßöffnungen angeordnet. Insbesondere sind die Auslaßöffnungen in einem Abstand oberhalb der Einlaßöffnungen angeordnet, der den Umdrehungsgraden mit äquivalenter Bewegung der betreffenden

ο ο

Kolben innerhalb der Zylinder in dem Bereich von 10 bis 20 ,

ο
vorzugsweise etwa 15 , äquivalent ist. Auf diese Weise werden die

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heißen Verbrennungsprodukte und Abgase zuerst durch die Abwärtsbewegung des die Auslaßöffnungen 33 öffnenden Kolbens belüftet, so daß der Druck innerhalb der Zylinder 23 verringert wird. Anschließend öffnet die fortgesetzte Abwärtsbewegung des Kolbens die Einlaßöffnung 27 und das dichte, brennbare Gemisch wird in den Zylinder geschleudert. Dem eintretenden brennbaren Gemisch wird sein kritisches Strömungsprofil zu der Außenwand und zu der Oberseite, des Zylinders hin aufgezwungen, wodurch die Verbrennungsprodukte und Abgase abwärts und radial nach innen und aus den Auslaßöffnungen 33 hinausgedrängt werden und dadurch eine vollständige Spülung vorgenommen wird. Da das eintretende brennbare Gemisch eine relativ diskrete Front mit den heißen Verbrennungsprodukten beibehält und sich nicht mit ihnen vermischt, kann eine vollständige Spülung vorgenommen werden, ohne daß praktisch eine Überspülung erfolgt, so daß ein gutes brennbares Gemisch zur Zündung zurückbleibt. Die Strömung in das kritische Profil wird durch die Vorverdichtung in dem Mittelteilkompressor 47 unterstützt.

Mit dem Mittelteilkompressor 47 ist es jedoch leicht, zu viel brennbares Gemisch in einem Zylinder 23 zu erhalten, was zu einer unwirksamen Verbrennung und zu Verschmutzung bei einer gegebenen Belastung führt. Die Feinsteuerung der Leistungsabgabe des Motors und die wirksame Verbrennung mit im wesentlichen keiner Verschmutzung wird mittels der Bypassleitung 48 und der Drosselklappenvorrichtung 50 erzielt, welche die Menge an verdichtetem brennbarem Gemisch, die zu der Saugseite des

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Mittelteilkompressors 47 umgeleitet wird, und somit indirekt den Druck steuert, der zum Einspritzen des verdichteten brennbaren Gemisches in die Zylinder zur Verfugung steht.

Die Bypassleitung 48, ist, wie dargestellt, beispielsweise durch herkömmliche Krümmergewindebolzen und Gewindebohrungen, in Fluidverbindung mit der ringförmigen Kammer 53 neben einer dritten Stelle verbunden, die sich radial neben derjenigen Stelle befindet, an welcher die Mittelteilauslaßöffnung 61 in Fluidverbindung mit der ringförmigen Kammer ist. Die Bypassleitung 48 ist außerdem stromaufwärts der ersten Stelle in Fluidverbindung angeschlossen, um verdichtetes brennbares Gemisch zu der Saugseite des Mittelteilkompressors 47 zu leiten. Die Einlaßleitung 48 hat einen innen angeordneten Kanal 119, vgl. Fig. 2, für den Strom des verdichteten brennbaren Gemisches. Bei Bedarf kann der Kanal 119 einstückig mit dem übrigen Teil des Gehäuses gegossen werden, wodurch die gesonderte angeschraubte Bypassleitung 48 beseitigt wird. Der innere Kanal 119 ist an seinem stromaufwärtigen Ende mit einer Öffnung 121 und an seinem stromabwärtigen Ende mit einer Öffnung 123 verbunden.

Zur Steuerung des Stroms von verdichtetem brennbarem Gemisch von dem Auslaßteil des Mittelteilkompressors zu dem Saugteil ist eine Drosselvorrichtung 50 vorgesehen. Die Drosselvoi— r ichtung 50 gestattet eine Feinsteuerung der Drehzahl und der

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Leistungsabgabe des Motors und enthält einen Absperrteil, wie beispielsweise eine Drehklappe 125, innerhalb der Bypassleitung 48 und einen Beschleunigergestängeteil, der schematisch durch einen Hebel 127 und durch ein Steuerseil 129 dargestellt ist, welches antriebsmäßig mit dem Absperrteil verbunden und durch eine Bedienungsperson derart betätigbar ist, daß der Absperrteil zur Leistungsfeinsteuerung in der durch die Bedienungsperson angegebenen Weise positioniert wird. Es ist beachtenswert, daß die Wirkung der Drehklappe 125 der Wirkung einer herkömmlichen Vergaserdrosselklappe entgegengesetzt ist. Insbesondere wird eine Beschleunigung oder höhere Leistungsabgabe des Motors bewirkt, indem die Drehklappe 125 geschlossen wird. Dadurch wird der Druck, der auf das brennbare Gemisch einwirkt, erhöht und bewirkt, daß eine größere Menge in die Zylinder eingeleitet wird. Umgekehrt, eine Verzögerung oder niedrigere Leistungsabgabe des Motors wird bewirkt, indem die Drehklappe 125 geöffnet wird. Dadurch wird mehr umgeleitet und der Druck, der auf das brennbare Gemisch einwirkt, wird gesenkt. Infolgedessen, wenn ein herkömmliches Gaspedal benutzt wird, ist es vorteilhaft, auch ein Umkehrgestänge zu verwenden, um jegliche Verwirrung der Bedienungsperson bei der Leistungsfeinsteuerung zu verhindern.

Für eine Leistungsgrobsteuerung ist eine Hauptdrossel vorrichtung, wie beispielsweise eine Drehklappe 131, in dem Vergaser 31 vorgesehen. Die Erfahrung hat gezeigt, daß die Anpassungsfähigkeit, die durch die Drehklappe 131 gegeben ist, in den

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meisten Fällen nicht erforderlich ist.
Betrieb;

Im Betrieb werden die Zylinderblöcke, Zylinderköpfe und

Kolben 21 , 22 und 25 des V-Motors 11 durch eine herkömmliche Anlaßvorrichtung gedreht, welche in die entsprechenden Zahnräder auf den Wellen 35 eingreift. Wenn sich ein Kolben in die Nähe der oberen Totpunktlage bewegt und dabei seine Füllung von verdichtetem brennbarem Gemisch verdichtet, wird die Zündkerze 37 gezündet. Das verdichtete brennbare Gemisch wird gezündet und die Verbrennungsfront beginnt sich durch das verdichtete brennbare Gemisch hindurch nach außen zu bewegen. Der an diesem Punkt gebildete Druck wirkt dann auf die Stirnfläche des betreffenden Kolbens und Zylinderkopfes ein und bewegt den Kolben und den Zylinderkopf voneinander weg, wodurch wiederum eine automatische Drehung der Zylinderköpfe und der Blöcke verursacht wird, so daß die Drehung des Anlassers nicht langer erforderlich ist. Der Anlasser wird durch einen herkömmlichen Schraubtrieb oder dgl. ausgerückt. Luft wird durch den Vergaser 31 nach innen gesaugt, wo sie mit dem Kraftstoff, wie etwa Benzin, in einem herkömmlichen Vergasungsschritt vermischt wird. Das resultierende brennbare Gemisch wird dann nach innen zu der Einlaßleitung 59 und zu dem Mittelteilkompressor 47 gesaugt. Das verdichtete brennbare Gemisch wird zum Teil in die Mittelteilauslaßöffnung 61 geleitet und zum Teil durch den Kanal 119 und die Drosselvorrichtung zurück zu der Saugseite umgeleitet.

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Das Umleiten des verdichteten brennbaren Gemisches gestattet das Aufrechterhalten eines viel niedrigeren Unterdruckes mit geringerem Schaden. Beispielsweise würde sich ohne die Anwendung der Erfindung der elastische Gummibelag 63 und 65 wegen des hohen Vakuums von bis zu etwa 533 mm auf der Saugseite des Kompressors 47 lösen. Bei dem e^findungsgemäßen Motor brauchen nun lediglich etwa 50 mm (2 Zoll) Vakuum an der Stelle höchsten Vakuums in der ringförmigen Kammer 53 verwendet zu werden. Das verringerte Vakuum hat somit die Arbeitserfordernisse verringert, Lecken beseitigt und den Wirkungsgrad des Mittelteilkompressors 47 erhöht und zwingt das brennbare Gemisch aus Luft und Kraftstoff ,in den zentralen Kanal 29 zu strömen. Durch Verwendung einer Drosselvorrichtung 50 in der Bypassleitung 48 ist eine Feinsteuerung der Leistung möglich und es besteht kein Bedarf an einer Verwendung einer Beschleunigerpumpe in dem Vergaser, um flüssigen Kraftstoff einzuspritzen und eine unwirksame Verbrennung und die sogenannten "schlechten" Schmutzstoffe, wie etwa kohlenwassei— stoffreie Radikale, in den Auslaßgasen zu verursachen.

Bezüglich desjenigen Teils des verdichteten brennbaren Gemisches, d&r in die Zylinder strömt, wenn sich der Kolben an seiner zugeordneten Einlaßöffnung 27 vorbei abwärtsbewegt, strömt das brennbare Gemisch vor dem Verdichtungshub dieses betreffenden Kolbens in den betreffenden Zylinder 23. Umgekehrt, wenn der Kolben, dessen zugeordneter Zylinder gerade gezündet worden ist, in bezug auf seine Auspuff- oder Auslaßöffnung 33 abwärtsbewegt ist,

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strömen die Verbrennungsprodukte durch die Auslaßöffnung 33 und von dieser aus aus dem Auspuffsystem aus, wie in einem herkömmlichen 2-Takt-Verbrennungsmotor. Wenn der Kolben, der gerade das Auspuffen der Verbrennungsprodukte gestattet hat, sich weiter abwärts bewegt, öffnet er seine zugeordnete Einlaßöffnung 27, damit, unter dem höheren Druck, der dann in dem Zylinder vorhanden ist, ein brennbares Gemisch aus dem zentralen Einlaßkanal 29 einströmt. Das eintretende brennbare Gemisch spült fast vollständig, wie oben beschrieben, wegen des kritischen Winkels und wegen der Auslegung des Einlaßkanals und des Anbringungsortes der Einlaß- und Auslaßöffnungen 27 bzw. 33. Anschließend wird das brennbare Gemisch, das in den Zylinder geströmt ist, verdichtet, wenn sich der Zylinderblock weiter dreht und der Kolben gleichzeitig innei— halb seines Zylinders und des rotierenden Zylinderblockes 21 hin- und hergeht. Wenn die verdichtete Füllung die Zündposition erreicht, bewirkt ihre zugeordnete Zündkerze die Zündung, wenn sie die Zündzuleitung passiert, um den Zyklus zu vollenden.

Die Erfindung spielt eine Hauptrolle bei der Verringerung des spezifischen Kraftstoffverbrauches des V-Motors 11 unter den Wert, der von Automobilingenieuren theoretisch als absolutes Minimum für Verbrennungsmotoren angesehen wird. Darüberhinaus hat die Erfindung die Entwicklung eines Motors mit geringem Gewicht ermöglicht, der ein Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen von beispielsweise 535 U/min, hat, das größer ist als das von großen

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LKW-Motoren, die mehr als den doppelten Hubraum und mehr als das doppelte Gewicht haben und mit Drehzahlen von 2 000 U/min, laufen. Die Erfindung hat die Probleme gemindert, die mit der hohen Leckrate und der unwirksamen Verdichtung in dem Mittelteilkompressor 47 verbunden sind, und außerdem hat sie die Probleme gemildert, die mit dem Lösen der elastischen Beläge auf der Innenseite der ringförmigen Kammer 53 aufgrund des hohen Unterdruckes verbunden sind. Die Erfindung ermöglicht die Zirkulation des brennbaren Gemisches, bis der Kraftstoff darin sorgfältig vermischt ist, und hat das Einspritzen von flüssigem Kraftstoff mit der damit verbundenen unwirksamen Verbrennung und Schmutzstofferzeugung eliminiert.

Bei Bedarf kann die Drosselvorrichtung 50 ein Absperrorgan enthalten, mittels welchem die Menge an brennbarem Gemisch, das in die M ittelteil au si aßöff nu ng 61 eintritt, mit einem auf Druck ansprechenden Bypassabsperrteil in der Bypassleitung (analog einem Überdruckventil) gesteuert wird.

Die Erfindung ist selbstverständlich auch dann anwendbar, wenn nur eine Hälfte oder ein Zylinderblock des V-Motors verwendet. wird. Solche Gebilde sind in Zukunft herstellbar, bei welchen nur ein Zylinderblock, ein Zylinderkopf und eine Gruppe von Kolben als ein Motor und die anderen als ein Kompressor benutzt werden, oder bei welchen eine Taumelscheibe mit nur einem ZyI inderblock, einem Zylinderkopf und einem Satz Kolben benutzt wird.

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Die Erfindung ist vorstehend zwar in bezug auf die Verwendung einer Kraftstoff—Luft-Mischvorrichtung, wie beispielsweise ein Vergaser, und das Verdichten des brennbaren Gemisches beschrieben worden, ihr Anwendungsgebiet reicht jedoch weiter. Beispielsweise kann die Erfindung verwendet werden, um das Spülvolumen und die eingeleitete Luft in einem Dieselmotor zu steuern, in welchen der Kraftstoff gesondert eingespritzt wird.

Im Rahmen der Erfindung bietet sich dem Fachmann über die oben lediglich als Ausführungsbeispiele beschriebenen Ausführungsformen hinaus eine Vielzahl von Änderungsmöglichkeiten hinsichtlich des Aufbaus und der Kombination und Anordnung der Teile des Motors.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche :

1 . Verbrennungsmotor mit einem Zylinderblock und einem Zylinderkopf, welche darin befindliche Zylinder begrenzen; mit mindestens einem Satz innerhalb der Zylinder angeordneter Kolben; mit einer Kraftstoff-Luft-Mischvorrichtung zum Bilden eines brennbaren Gemisches, welches ein die Verbrennung unterstützendes Gas und Kraftstoff enthält; mit mehreren Einlaßöffnungen zum Einleiten des brennbaren Gemisches in die betreffenden Zylinder oberhalb der betreffenden Kolben darin zumindest zu der Zeit, wenn die Kolben eine vorbestimmte erste Position erreicht haben, wobei die Einlaßöffnungen mit den Zylindern verbunden sind und mit diesen in der ersten Position in Verbindung stehen; mit Zündvorrichtungen zum Zünden des brennbaren Gemisches in einer vorbestimmten zweiten Position, wobei die Zündvorrichtungen betriebsmäßig mit dem Innern der Zylinder zwischen einem Zündende der Zylinder und der betreffenden Kolben in der zweiten Position zur Zündung in Verbindung stehen; mit mehreren Auslaßöffnungen zum Abführen von Verbrennungsprodukten und Abgasen, die dem Zünden und der Verbrennung des brennbaren Gemisches folgen, aus dem Innern der Zylinder und in einer vorbestimmten dritten Position der betreffenden Kolben, wobei die Auslaßöffnungen mit den Zylindern verbunden und mit diesen in der dritten Position in Verbindung stehen; und mit Leistungsabgabevorrichtungen, die zur Leistungsabgabe mit den Zylindern verbunden sind, gekennzeichnet durch:

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262040*

a) einen Kompressor, der zwischen die Kraftstoff-Luft-Mischvorrichtung und die Einlaßöffnungen geschaltet ist, zum Verdichten des brennbaren Gemisches und zum sorgfältigeren Vermischen des Kraftstoffes mit dem die Verbrennung unterstützenden Gas darin, wobei der Kompressor mit der Kraftstoff-Luft-Mischvorrichtung an einem Saugteil verbunden und mit den Einlaßöffnungen über einen Auslaßkanal an einem Auslaßteil verbunden ist, an welchem das brennbare Gemisch verdichtet worden sein wird;

b) eine Bypassleitung, die in Fluidverbindung mit dem Kompressor neben dem Auslaßteil und dem Saugteil des Kompressors steht, um das verdichtete brennbare Gemisch zu der Saugseite des Kompressors umzuleiten und um dadurch einen Teil des brennbaren Gemisches von den Zylindern abzuziehen;

c) eine Drosselvorrichtung zum Steuern der Drehzahl und der Leistungsabgabe, welche einen Absperrteil innerhalb der Bypassleitung und einen Beschleunigerteil aufweist, welcher antriebsmäßig betätigbar ist, um die Positionierung des Absperrteils vorzunehmen, und durch eine Bedienungsperson betätigbar ist, um den Absperrteil in der durch die Bedienungsperson angegebenen Weise zur Feinsteuerung des Motors zu positionieren;

wodurch das brennbare Gemisch durch den Kompressor verdichtet werden kann und eine wirksamere Verbrennung und eine geringere Schmutzstofferzeugung durch den Bypass und die Drosselvorrichtung bewirkt werden.

103*

7B2ÖA0S 3
2. Verbrennungsmotor der Rotations- und der sogenannten Winkelkolbenbauart, insbesondere nach Anspruch 1 ,

a) mit einem ersten und einem zweiten Zylinderblock, die jeweils um ihre zentrale Längsachse drehbar sind und jeweils mehrere in radialem Abstand angeordnete, im wesentlichen parallele Zylinder haben, welche um die entsprechende zentrale Längsachse drehbar angeordnet sind, wobei die offenen Enden der betreffenden Zylindergruppen einander zugewandt in einer Linie und unter einem Winkel in bezug aufeinander angeordnet sind, so daß ein V-Winkel α von zumindest 90 und weniger als 180° gebildet ist;

b) mit einem ersten und einem zweiten Satz Kolben, die in entsprechenden Zylindern angeordnet sind, wobei ein Paar von in einer Linie angeordneten Kolben in in einer Linie angeordneten Zylindern an dem V-Winkel α miteinander verbunden sind, und wobei jedes Paar von miteinander verbundenen Kolben in den betreffenden Zylindern drehbar und, durch Winkelverschiebung, innerhalb der und mit Bezug auf die betreffenden Zylinder hin- und herbewegbar ist, wenn die Kolben auf einem insgesamt elliptischen Weg gedreht werden, und wobei das Paar von miteinander verbundenen Kolben seine selbe Relativposition von Oberseite-an-Oberseite einhält,wenn sich die Kolben mit ihrem jeweiligen Zylinder drehen;

c) mit einem ersten und einem zweiten Zylinderkopf, die mit

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ORIGINAL IM

2B20A0S

ad -

dem ersten bzw. mit dem zweiten Zylinderblock verbunden und mit denselben drehbar sind;

d) mit einer Kraftstoffmischvorrichtung zum Bilden eines brennbaren Gemisches, welches ein die Verbrennung unterstützendes Gas und Kraftstoff enthält;

e) mit mehreren Einlaßöffnungen zum Einlassen des brennbaren Gemisches in die betreffenden Zylinder jeweils oberhalb der betreffenden Kolben darin zumindest zu der Zeit, wenn die Kolben und Zylinder eine vorbestimmte erste Position erreicht haben, wobei die Einlaßöffnungen mit den Zylindern verbunden sind und mit diesen in der ersten Position in Verbindung stehen ;

f) mit einer Zündvorrichtung zum Zünden des brennbaren Gemisches in einer vorbestimmten zweiten Position, wobei die Zündvorrichtung betriebsmäßig mit dem Innern der Zylinder zwischen einem zweiten Ende der Zylinder und jeweils den Kolben in der zweiten Position zur Zündung in Verbindung steht;

g) mit mehreren Auslaßöffnungen zum Auslassen von Verbrennungsprodukten und Abgasen, die dem Zünden und der Verbrennung des brennbaren Gemisches folgen, aus dem Zylinder und in einer vorbestimmten dritten Position der Kolben und der Zylinder, wobei die Auslaßöffnungen mit den Zylindern verbunden sind und mit diesen in der dritten Position in Verbindung stehen; und

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2620/.0G

h) mit Leistungsabgabevorrichtungen, die mit dem ersten und dem zweiten Zylinderblock zur Leistungsabgabe in bezug auf dieselben verbunden sind;

gekennzeichnet durch eine Kombination aus einem Mittelteilkompressor und einem Bypass, welche enthalten:

i) mehrere gleichmäßig geformte Teile, die mit entsprechenden Kolben in zumindest einem der Kolbensätze in zumindest einem Zylinderblock verbunden sind und sich bis in die Nähe der Verbindung mit entsprechenden in einer Linie liegenden Kolben an dem V-Winkel α erstrecken;

j) radial innere und äußere Wände und Endabdichtungsvorrichtungen, welche eine ringförmige Kammer bilden, die konzentrisch um die zentrale Längsachse des zumindest einen Zylinderblockes angeordnet ist, wobei die ringförmige Kammer sich in ihrer Länge von ihrer größten Längsabmessung an einer ersten Stelle (BDC), die der unteren Totpunktlage äquivalent ist, bis zu ihrer kleinsten Längsabmessung an einer zweiten Stelle (TDC) ändert, die einer oberen Totpunktlage äquivalent ist, und wobei die Innen- und Außenwände unmittelbar neben den gleichmäßig geformten Teilen angeordnet sind, so daß die Teile gezwungen sind, durch die ringförmige Kammer und in fluiddichter Berührung mit derselben hindurchzugehen, so daß die Verdichtung eines Fluids zwischen benachbarten Teilen erfolgt, wenn diese sich von der ersten Stelle zu der zweiten Stelle bewegen, und außerdem das Fluid in die

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- ge -

ringförmige Kammer eingesaugt wird, wenn sie sich von der zweiten Stelle zu der ersten Stelle bewegen;

k) eine Mittelt eileinlaßöffnung zum Einleiten des brennbaren Gemisches, die in Fluidverbindung mit der ringförmigen Kammer stromaufwärts der ersten Stelle und mit der Kraftstoff-Luft-Mischvorrichtung steht;

I) eine Mittelteilauslaßöffnung zum Auslassen des verdichteten brennbaren Gemisches, die in Fluidverbindung mit der ringförmigen Kammer neben der zweiten Stelle und mit den Einlaßöffnungen steht;

m) eine Bypassleitung, die in Fluidverbindung mit der ringförmigen Kammer neben einer dritten Stelle stromaufwärts der zweiten Stelle (TDC) und stromaufwärts der ersten Stelle steht, um das verdichtete brennbare Gemisch zu der Saugseite des Kompressors umzuleiten und um dadurch einen Teil des brennbaren Gemisches von den Zylindern abzuleiten; und

n) eine Drosselvorrichtung zum Steuern der Drehzahl und der Leistungsabgabe, welche einen Absperrteil innerhalb der Bypassleitung und einen Beschleunigerteil enthält, der ,entriebsmäßig betätigbar ist, um die Positionierung des Absperrteils zu bewirken, und durch eine Bedienungsperson betätigbar ist, so daß der Absperrteil in der durch die Bedienungsperson angegebenen Weise zur Feinsteuerung des Motors positioniert wird;

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* /62G40S

wodurch das brennbare Gemisch in die ringförmige Kammer des Mittelteilkompressors zwischen den Teilen eingeleitet und verdichtet werden kann, wenn die Teile, zwischen denen das brennbare Gemisch eingeschlossen ist, sich von der ersten Stelle zu der zweiten Stelle bewegen, wobei durch die Bypassleitung und die Drosselvorrichtung eine wirksamere Verbrennung und eine geringere Schmutzstofferzeugung bewirkt werden.
3. Verbrennungsmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichmäßig geformten Teile gleichmäßig .zylindrisch geformt sind.
4. Verbrennungsmotor nach Anspruch 2 oder 3,dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Kolbengruppe die gleichmäßig zylindrisch geformten Teile enthalten, daß zwei Gruppe^ von radial inneren und äußeren Wänden, welche jeweils eine ringförmige Kammer begrenzen, konzentrisch um die zentrale Längsachse ihres betreffenden Zylinderblockes angeordnet sind, daß die beiden ringförmigen Kammern eine durchgehende Kammer zwischen den Zylinderblöcken bilden, daß die Innen- und Außenwände jeweils unmittelbar neben den zylindrisch geformten Teilen angeordnet sind, so daß die Teile gezwungen werden, sich durch die Kammer hindurch und in fluiddichter Beziehung mit derselben zu bewegen, so daß die Verdichtung des brennbaren Gemisches zwischen benachbarten Teilen ermöglicht wird, wem sich diese von der ersten Stelle zu der zweiten Stelle bewegen, daß jede ringförmige Kammer in ihrer Längsabmessung vcn der ersten Stelle zu der zweiten Stelle variiert und daß die Mittelteileinlaßöffnung und die M ittelteil au si aßöffnu ng mit der durchgehenden

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262(UG6

- ar -

Kammer stromaufwärts der ersten Stelle bzw. neben der dritten Stelle in Verbindung steht;, wodurch der Mittelteilkompressor angenähert das doppelte Kompressionsvermögen eines Kompressors mit nur einer einzelnen ringförmigen Kammer hat.
5 .Verbrennungsmotor nach einen der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekeiiiizeichnet/ daß die Mittelteilauslaßöffnung mit den Einlaßöffnungen in zumindest der vorbestimmten ersten Position verbunden ist und daß das brennbare Gemisch, das in dem Mittelteilkompressor verdichtet wird, außerdem innerhalb der Zylinder verdichtet wird.

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2620AGS
6. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 2 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innen- und Außenwände einen Belag haben, der weicher und elastischer ist als die Teile, um die Abdichtung und das Lecken zwischen denselben zu verbessern bzw. zu verringern.
7. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemischkanal, der einen zentralen Kanal in jedem Zylinderblock aufweist, die Einlaß Öffnungen mit der Mittelteilauslaßöffnung verbindet.
8. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, deß die Einlaßöffnungen radial außerhalb von dem zentralen Kanal auf der Mittellinie der Zylinder angeordnet sind und daß jedes Ende einen Kanalabschnitt aufweist, der unter einem kritischen Winkel θ innerhalb des

ο ο

Bereiches von 30 bis 60 gegen eine Ebene geneigt ist, die senkrecht zu der Längsmittellinie des Zylinders ist, und unter einem kritischen Winkel β innerhalb des Bereiches von 15 bis

ο
90 - gegen die zentralen Ebenen geneigt ist, die sich von dem zentralen Mittelkanal aus durch die Mittellinien der betreffenden Zylinder erstrecken.
9. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 2 bis 8,

dadurch gekennzeichnet, daß jede Auslaßöffnung innerhalb eines 180 -Sektors
findet, Hegt.

ο
180 -Sektors, der sich dem zentralen Mittelkanal am nächsten be-

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26204öS >-

ΊΟ
10. verbrennungsmotor der Rotations- und der sogenannten Winkelkolbenbauart, insbesondere nach Anspruch 1,

a) mit einem ersten und einem zweiten Zylinderblock, die jeweils um ihre zentrale Längsachse drehbar sind und jeweils mehrere in radialem Abstand angeordnete, im wesentlichen parallele Zylinder haben, welche um die entsprechende zentrale Längsachse drehbar angeordnet sind, wobei die offenen Enden der betreffenden Zylindergruppen einander zugewandt in einer Linie und unter einem Winkel in bezug aufeinander angeordnet

ο sind, so daß ein V-Winkel α von zumindest 90 und weniger

als 180° gebildet ist;

b) mit einem ersten und einem zweiten Satz Kolben, die in entsprechenden Zylindern angeordnet sind, wobei ein Paar von in einer Linie angeordneten Kolben in in einer Linie angeordneten Zylindern an dem V-Winkel α miteinander vei— bunden sind, und wobei jedes Paar von miteinander verbundenen Kolben in den betreffenden Zylindern drehbar und, durch Winkelverschiebung, innerhalb der und mit Bezug auf die betreffenden Zylinder hin- und herbewegbar ist, wenn die Kolben auf einem insgesamt elliptischen Weg gedreht werden, und wobei das Paar von miteinander verbundenen Kolben seine selbe Relativposition von Oberseite-an-Oberseite einhält,wenn sich die Kolben mit ihrem jeweiligen Zylinder drehen;

c) mit einem ersten und einem zweiten Zylinderkopf, die mit

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262Ö40S

dem ersten bzw. mit dem zweiten Zylinderblock verbunden und mit denselben drehbar sind;

d) mit mehreren Einlaßöffnungen zum Einlassen mindestens eines die Verbrennung unterstützenden Gases in die betreffenden Zylinder jeweils oberhalb der betreffenden Kolben darin wenigstens zu der Zeit, wenn die Kolben und Zylinder eine vortrestimmte erste Position erreicht haben, wobei die Einlaßöffnungen mit den Zylindern verbunden sind und mit diesen in der ersten Position in Verbindung stehen;

e) mit einer Kraftstoff-Luft-Mischvorrichtung zum Bilden eines brennbaren Gemisches, welches das die Verbrennung unterstützende Gas und einen Kraftstoff enthält;

f) mit einer Zündvorrichtung zum Zünden des brennbaren Gemisches in einer vorbestimmten zweiten Position, wobei die Zündvorrichtung betriebsmäßig mit dem Innern der Zylinder zwischen einem zweiten Ende der Zylinder und jeweils den Kolben in der zweiten Position zur Zündung in Verbindung steht ;

g) mit mehreren Auslaßöffnungen zum Auslassen von Verbrennungs— produkten und Abgasen, die dem Zünden und der Verbrennung des brennbaren Gemisches folgen, aus dem Zylinder und in einer vorbestimmten dritten Position der Kolben und der Zylinder, wobei die Auslaßöffnungen mit den Zylindern verbunden sind und mit diesen in der dritten Position in Verbindung stehen; und

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h) mit Leistungsabgabevorrtchtungen, die mit dem ersten und dem zweiten Zylinderblock zur Leistungsabgabe in bezug auf dieselben verbunden sind;

gekennzeichnet durch eine Kombination aus einem Mittelteilkompressor und einem Bypass, welche enthalten:

i) mehrere gleichmäßig geformte Teile, die mit entsprechenden Kolben in zumindest einem der Kolbensätze in zumindest einem Zylinderblock verbunden sind und sich bis in die Nähe der Verbindung mit entsprechenden in einer Linie liegenden Kolben an dem V-Winkel α erstrecken;

j) radial innere und äußere Wände und End abd ichtu ngs vorr ichtu ngen, welche eine ringförmige Kammer bilden, die konzentrisch um die zentrale Längsachse des zumindest einen Zylinderblockes angeordnet ist, wobei die ringförmige Kammer sich in ihrer Länge von ihrer größten Längsabmessung an einer ersten Stelle (BDC), die der unteren Totpunktlage äquivalent ist, bis zu ihrer kleinsten Längsabmessung an einer zweiten Stelle (TDC) ändert, die einer oberen Totpunktlage äquivalent ist, und wobei die Innen- und Außenwände unmittelbar neben den gleichmäßig geformten Teilen angeordnet sind, so daß die Teile gezwungen sind, durch die ringförmige Kammer und in fluiddichter Berührung mit derselben hindurchzugehen, so daß die Verdichtung eines Fluids zwischen benachbarten Teilen erfolgt, wenn diese sich von der ersten Stelle zu der zweiten Stelle bewegen, und außerdem das Fluid in die

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782CUG8 -,fete

ringförmige Kammer eingesaugt wird, wenn sie sich von der zweiten Stelle zu der ersten Stelle bewegen;

k) eine Mittelteileinlaßöffnung zum Einleiten des die Verbrennung unterstützenden Gases, die in Fluidverbindung mit der ringförmigen Kammer stromaufwärts der ersten Stelle steht;

I) eine Mittelteil auslaßöffnung zum Auslassen des verdichteten, die Verbrennung unterstützenden Gases, die in Fluidverbindung mit der ringförmigen Kammer neben der zweiten Stelle und mit den Einlaßöffnungen steht;

m) eine Bypassleitung, die in Fluidverbindung mit der ringförmigen Kammer neben einer dritten Stelle stromaufwärts der zweiten Stelle (TDC) und stromaufwärts der ersten Stelle steht, um das verdichtete, die Verbrennung unterstützende Gas zu der Saugseite des Kompressors umzuleiten und um dadurch einen Teil des die Verbrennung unterstützenden Gases von den Zylindern abzuleiten; und

n) eine Drosselvorrichtung zum Steuern der Drehzahl und der Leistungsabgabe, welche einen Absperrteil innerhalb der Bypassleitung und einen Beschleunigerteil enthält, der antriebsmäßig betätigbar ist, um die Positionierung des Absperrteils zu bewirken, und durch eine Bedienungsperson betätigbar ist, so daß der Absperrteil in der durch die Bedienungsperson angegebenen Weise zur Feinsteuerung des Motors positioniert wird ;

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wodurch das die Verbrennung unterstützende Gas in die ringförmige Kammer des Mittelteilkompressors zwischen den Teilen eingeleitet und verdichtet werden kann, wenn die Teile, zwischen denen das brennbare Gemisch eingeschlossen ist, sich von der ersten Stelle zu der zweiten Stelle bewegen, wobei durch die Bypassleitung und die Drosselvorrichtung eine wirksamere Verbrennung und eine geringere Schmutzstofferzeugung bewirkt werden.

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